PENGARUH SUHU TERHADAP DAYA TAHAN HIDUP BAKTERI PADA SEDIAAN PROBIOTIK

UIN SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA PENGARUH SUHU TERHADAP DAYA TAHAN HIDUP BAKTERI PADA SEDIAAN PROBIOTIK SKRIPSI FAUZIAH UTAMI 109102000004 FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN PROGRAM STUDI FARMASI JAKARTA 2013

UIN SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA PENGARUH SUHU TERHADAP DAYA TAHAN HIDUP BAKTERI PADA SEDIAAN PROBIOTIK SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Farmasi FAUZIAH UTAMI 109102000004 FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN PROGRAM STUDI FARMASI JAKARTA 2013 ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar. Nama : Fauziah Utami NIM : 109102000004 Tanda tangan : Tanggal : 30 Juli 2013 iii

HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI Nama : Fauziah Utami NIM : 109102000004 Program Studi : Farmasi Judul Skripsi : Pengaruh Suhu Terhadap Daya Tahan Hidup Bakteri pada Sediaan Probiotik Menyetujui Pembimbing I Pembimbing II Ofa Suzanti Betha, M.Si.,Apt Yuni Anggraeni, M.Farm., Apt NIP. 19750104 200912 001 NIP. 19831028 200901 2 008 Mengetahui, Ketua Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif idayatullah Drs. Umar Mansur, M.Sc iv

Skripsi ini diajukan oleh : Nama : Fauziah Utami NIM : 109102000004 Program Studi : Farmasi Judul HALAMAN PENGESAHAN : Pengaruh Suhu Terhadap Daya Tahan Hidup Bakteri pada Sediaan Probiotik Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Farmasi pada Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta DEWAN PENGUJI Pembimbing 1 : Ofa Suzanti Betha, M.Si., Apt ( ) Pembimbing 2 : Yuni Anggraeni, M.Farm., Apt ( ) Penguji 1 : Prof.Dr.Atiek Soemiati M.Si., Apt ( ) Penguji 2 : Nelly Suryani, Ph.D., Apt ( ) Ditetapkan di : Ciputat Tanggal : Juli 2013 v

ABSTRAK Nama Program Studi Judul : Fauziah Utami : Farmasi : Pengaruh Suhu Terhadap Daya Tahan Hidup Bakteri pada Sediaan Probiotik Penggunaan probiotik pada sediaan farmasi dipercaya dapat menyeimbangkan flora normal usus, meningkatkan sistem imun dan sebagai antikarsinogenik. Agar dapat memberikan manfaat, probiotik harus memiliki viabilitas yang baik selama proses pembuatan hingga penyimpanan, namun suhu penyimpanan seringkali menjadi aspek yang terlupakan oleh konsumen dalam menyimpan probiotik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu penyimpanan terhadap viabilitas tiga sediaan probiotik yaitu sampel X yang mengandung Lactobacillus achidophilus, sampel Y yang mengandung Lactobacillus reuteri dan sampel Z yang mengandung Lactobacillus sporogenes. Ketiga sampel disimpan pada suhu 4 C, 25 C dan 44 C selama 28 hari penyimpanan. Pengujian dilakukan dengan menggunakan metode standar plate count dengan interval waktu pengujian 0, 1, 2, 3 dan 4 minggu penyimpanan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu penyimpanan 4 C dapat mempertahankan viabilitas sampel X, Y dan Z. Namun, suhu penyimpanan 25 C hanya dapat mempertahankan viabilitas sampel X dan Z. Sedangkan suhu penyimpanan 44 C menurunkan viabilitas sampel X, Y dan Z. Kata Kunci : viabilitas, suhu, Lactobacillus achidophilus, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus sporogenes vi

ABSTRACT Name : Fauziah Utami Programme Study : Pharmacy Tittle : Effect of Temperature on The Viability of Bacteria in Probiotic Preparations Use of probiotics in pharmaceutical preparations can reliably balance the normal intestinal flora, improve the immune system and as an anticarcinogenic. To be able provide benefits, probiotics must have good viability during process of manufacture to storage. However, the storage temperature is often a forgotten aspect of a consumer store probiotics. The objective of this research is determine effect of storage temperatures on the survival of bacteria in three samples probiotic preparations are sample X containing Lactobacillus achidophilus, sample Y containing Lactobacillus reuteri and sample Z containing Lactobacillus sporogenes. All samples were stored at 4 C, 25 C and 44 C for 28 days of storage. Tests performed by using standard plate count method with interval testing 0, 1, 2, 3 and 4 weeks of storage. The results showed that the storage temperature at 4 C can maintain viability of the samples X, Y and Z. However, the storage temperature at 25 C can only maintain viability of the sample X and Z While storage temperature at 44 C decrease viability of samples X, Y and Z. Keyword : viability, temperature, Lactobacillus achidophilus, reuteri, Lactobacillus sporogenes Lactobacillus vii

KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala limpahan nikmat, rahmat, dan karunia yang telah diberikan kepada saya sehingga dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Pengaruh Suhu terhadap Daya Tahan Hidup Bakteri pada Sediaan Probiotik dalam rangka menyelesaikan tugas akhir pada Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.. Keberhasilan dalam penyelesaian skripsi ini tidak lepas dari bantuan serta dukungan orang-orang yang telah banyak berjasa. Pada kesempatan kali ini, penulis ucapkan terimakasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof.Dr.(hc) dr.m.k Tadjudin Sp.And, selaku Dekan Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan UIN Syarif Hidayatulah Jakarta. 2. Bapak Drs. Umar Mansur, M.Sc, selaku Ketua Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan UIN Syarif Hidayatulah Jakarta 3. Ibu Yuni Anggraeni M.Farm.,Apt selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberi arahan dan saran selama perkuliahan. 4. Ibu Ofa Suzanti Betha M.Si.,Apt, selaku Pembimbing I yang telah memberi arahan, masukan dan bimbingan dalam penulisan skripsi ini. 5. Ibu Yuni Anggraeni M.Farm.,Apt selaku Pembimbing II yang telah memberi masukan, arahan dan motivasi dalam penulisan skripsi ini 6. Kedua Orangtua dan kakak saya yang selalu menyebut saya daam doanya, yang selalu memberi motivasi dan menjadi semangat dalam penulisan skripsi ini. 7. Para dosen yang telah membantu penulis selama mengikuti perkuliahan di Program Studi Farmasi Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan UIN Syarif Hidayatulah Jakarta 8. Sahabat-Sahabat tercinta yang menjadi teman satu bimbingan, tempat bertukar pikiran dan berbagi ide dalam penulisan skripsi ini yaitu Warda Nabiela dan Nadya Zahrayny dan yang selalu membantu dalam pengurusan berkas-berkas skripsi penulis. viii

9. Sahabat Alfrida Tatsa Haifa yang dengan ikhlas menjadi notulen dalam seminar proposal penulis 10. Sahabat Indah Fadlul Maula yang meluangkan waktu untuk memberi masukan dan saran penulisan. 11. Sahabat Gian Pertela yang mengajari cara mengolah data dengan SPSS 20. 12. Sahabat Muhammad Arif yang dengan ikhlas mengantarkan membeli alat dan bahan penelitian. 13. Para Laboran yang senantiasa membantu penulis dalam penelitian ini yaktu kak Lisna, Kak Rani, Kak Yopi, Kak Eris, Kak Liken, Kak Rahmadi, dan Kak Tiwi. 14. Sahabat Sahabat teman satu perjuangan yang senantiasa selalu ada menemani saya baik dalam suka maupun duka dan selalu menghibur dalam kebersamaan yaitu Qaffah Silma Azas, Widya Larasaty, Andy Risky, Sonia Zulfa, Hani Haifa, Evira Vivikananda, Siti Zamilatul Azkiyah, Mutia Sari Wardhana, Agung Priyanto, RisdaYulianti, Hissi Fitriyah, Dina permata, Nurul Fitrializa, Nova Yanti, Vita Fitria, Putri Assifa, Maulida Putri, Istiqomah, Muhammad Irsyad, Nurfitriyani, Chairunnisa. 15. Dan sahabat-sahabat Farmasi Angkatan 2009 yang tak bisa disebutkan satu per satu dan menemani perjuangan menuntut ilmu selama 4 tahun ini. Dan kepada semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis juga menyampaikan terimakasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya. Karya ini merupakan persembaan terbaik penulis, namun tiada luput dari kekurangan walau demikian penulis tetap berharap semoga karya ini dapat bermanfaat bagi yang membacanya. Jakarta, 30 Juli 2013 Fauziah Utami ix

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademik Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Fauziah Utami NIM : 109102000004 Program Studi : Farmasi Fakultas : Fakultas Kedokteran dan Ilmu Kesehatan (FKIK) Jenis Karya : Skripsi demi perkembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui skripsi/karya ilmiah saya, dangan judul : PENGARUH SUHU TERHADAP DAYA TAHAN HIDUP BAKTERI PADA SEDIAAN PROBIOTIK untuk dipublikasikan atau ditampilkan di internet atau media lain yaitu Digital Library Perpustakaan Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah Jakarta untuk kepentingan akademik sebatas sesuai dengan Undang-Undang Hak Cipta. Demikian pernyataan persetujuan publikasi karya ilmiah ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Ciputat Pada Tanggal : 30 Juli 2013 Yang menyatakan, (Fauziah Utami) x

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... ii HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS... iii HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI... iv HALAMAN PENGESAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... vii HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ILMIAH... x DAFTAR ISI... xi DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xv BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Tujuan Penelitian... 3 1.4 Manfaat Penelitian... 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA... 4 2.1 Probiotik... 4 2.2 Strain Bakteri Probiotik... 6 2.2.1 Lactobacillus sp... 7 2.2.2 Bifidobacteria sp... 8 2.2.3 Enterococcus sp... 8 2.2.4 Streptococcus sp... 9 2.3 Terapi Probiotik... 9 2.4 Dosis Probiotik... 13 2.5 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Viabilitas Probiotik... 16 BAB 3 METODE PENELITIAN... 19 3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian... 19 3.2 Alat dan Bahan... 19 3.2.1 Alat... 19 3.2.2 Bahan... 19 3.3 Prosedur Kerja... 19 3.3.1 Preparasi Alat dan Bahan yang Digunakan... 19 3.3.1.1 Preparasi Alat... 20 3.3.1.2 Preparasi Sampel... 20 Hal xi

3.3.1.3 Pembuatan Medium MRSA... 20 3.3.2 Identifikasi Bakteri pada Sampel X, Y dan Z dengan Pewarnaan Gram... 20 3.3.3 Pengujian Viabilitas Bakteri pada Sampel X, Y dan Z... 21 3.4 Analisa Data... 21 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN... 22 4.1 Pemilihan dan Preparasi Sampel... 22 4.2 Pertumbuhan Koloni Bakteri Sampel X, Y dan Z pada Medium MRSA... 23 4.3 Identifikasi Bakteri Sampel X, Y dan Z dengan Pewarnaan Gram... 23 4.4 Hasil Pengujian dan Analisa Data Viabilitas Sampel X pada Penyimpanan Suhu 4, 25 dan 44 C... 24 4.5 Hasil Pengujian dan Analisa Data Viabilitas Sampel Y pada Penyimpanan Suhu 4, 25 dan 44 C... 26 4.6 Hasil Pengujian dan Analisa Data Viabilitas Sampel Z pada Penyimpanan Suhu 4, 25 dan 44 C... 28 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN... 33 5.1 Kesimpulan... 33 5.2 Saran... 33 DAFTAR PUSTAKA... 34 xii

DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 4.1 Koloni Sampel X, Y dan Z... 23 Gambar 4.2 Pewrnaan Gram Sampel X, Y dan Z... 24 Gambar 4.3 Hubungan Antara Waktu Penyimpanan dengan Viabilitas Sampel X pada Penyimpanan Suhu 4, 25 dan 44 C... 26 Gambar 4.4 Hubungan Antara Waktu Penyimpanan dengan Viabilitas Sampel Y pada Penyimpanan Suhu 4, 25 dan 44 C... 28 Gambar 4.5 Hubungan Antara Waktu Penyimpanan dengan Viabilitas Sampel X pada Penyimpanan Suhu 4, 25 dan 44 C... 30 xiii

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Beberapa Mikroorganisme yang Berperan Sebagai Probiotik... 6 Tabel 2.2 Variasi Dosis Probiotik dengan Berbagai Kondisi Kesehatan... 14 Tabel 4.1 Jumlah Total Bakteri Sampel X Selama Periode Penyimpanan... 24 Tabel 4.2 Hasil Analisa Data Jumlah Bakteri Sampel X dengan Menggunakan Metode Uji One Way Repeated Measures Anova... 25 Tabel 4.3 Jumlah Total Bakteri Sampel Y Selama Periode Penyimpanan... 26 Tabel 4.4 Hasil Analisa Data Jumlah Bakteri Sampel Y dengan Menggunakan Metode Uji One Way Repeated Measures Anova... 27 Tabel 4.5 Jumlah Total Bakteri Sampel Z Selama Periode Penyimpanan... 28 Tabel 4.6 Hasil Analisa Data Jumlah Bakteri Sampel Z dengan Menggunakan Metode Uji One Way Repeated Measures Anova... 29 Hal xiv

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Alur Penelitian... 37 Lampiran 2. Media perbenihan Man De Rogosa Sharpe Agar... 38 Lampiran 3 Cerficate of Analysis Medium MRSA... 39 Lampiran 4. Data Sampel X... 40 Lampiran 5. Data Sampel Y... 41 Lampiran 6. Data Sampel Z... 42 Lampiran 7. Skema Kerja Viabilitas Bakteri Sampel X... 43 Lampiran 8. Skema Kerja Viabilitas Bakteri Sampel Y... 44 Lampiran 9. Skema Kerja Viabilitas Bakteri Sampel Z... 45 Lampiran 10. Perhitungan Jumlah Total Bakteri Sampel X... 46 Lampiran 11. Perhitungan Jumlah Total Bakteri Sampel Y... 47 Lampiran 12. Perhitungan Jumlah Total Bakteri Sampel Z... 48 Lampiran 13. Koloni Bakteri yang Tumbuh pada Sampel X... 59 Lampiran 14. Koloni Bakteri yang Tumbuh pada Sampel Y... 51 Lampiran 15. Koloni Bakteri yang Tumbuh pada Sampel Z... 52 Lampiran 16. Perbandingan Jumlah Total Bakteri Sampel X pada Suhu 4 C dengan One Way Repeated Measures Anova... 53 Lampiran 17. Perbandingan Jumlah Total bakteri Sampel X pada Suhu 25 C dengan One Way Repeated Measures Anova... 54 Lampiran 18. Perbandingan Jumlah Total bakteri Sampel X pada Suhu 44 C dengan One Way Repeated Measures Anova... 55 Lampiran 19. Perbandingan Jumlah Total bakteri Sampel Y pada Suhu 4 C dengan One Way Repeated Measures Anova... 56 Lampiran 20. Perbandingan Jumlah Total bakteri Sampel Y pada Suhu 25 C dengan One Way Repeated Measures Anova... 57 Lampiran 21. Perbandingan Jumlah Total bakteri Sampel Y pada Suhu 44 C dengan One Way Repeated Measures Anova... 58 Lampiran 22. Perbandingan Jumlah Total bakteri Sampel Z pada Suhu 4 C dengan One Way Repeated Measures Anova... 59 Lampiran 23. Perbandingan Jumlah Total bakteri Sampel Z pada Suhu 25 C dengan One Way Repeated Measures Anova... 60 Lampiran 24. Perbandingan Jumlah Total bakteri Sampel Z pada Suhu 44 C dengan One Way Repeated Measures Anova... 61 Hal xv

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Probiotik didefinisikan sebagai mikroorganisme hidup non-patogenik, yang jika dikonsumsi dalam jumlah tertentu akan memberikan efek menguntungkan bagi inang. Probiotik dapat dikonsumsi setiap hari sebagai suplemen makanan yang dapat menjaga keseimbangan dalam ekosistem mikrobiota usus (WHO, 2001). Probiotik juga dapat memberikan manfaat kesehatan seperti meningkatkan resistensi terhadap penyakit infeksi seperti diare (WHO, 2001), menurunkan tekanan darah dan kolesterol (Yulinery, et al,. 2006), mereduksi alergi, intoleransi laktosa (Simadibrata, 2011), meningkatkan sistem imun tubuh (Prasetyo dan dan Purwanto, 2010) dan manfaat lainnya. Pada dasarnya konsumsi probiotik dapat diperoleh dari tiga sumber yaitu produk-produk susu fermentasi seperti yogurt yang mengandung sel Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus termophilus, suplemen makanan dan minuman yang mengandung satu atau beberapa macam mikroba yang bermanfaat seperti L.acidophilus, L.reuteri, L.casei dan Bifidobacteria serta produk farmasi seperti tablet, kapsul atau granula yang mengandung konsentrat sel bakteri (Harmayani, et al., 2001). Sediaan probiotik relatif mudah ditemukan di pasaran, namun hal yang harus diperhatikan oleh konsumen adalah belum adanya jaminan mutu sediaan, ditinjau dari jumlah probiotik sesuai dengan komposisi yang tercantum dalam kemasan dan tetap hidupnya probiotik tersebut saat mencapai usus. Hal ini dikarenakan jaminan mutu sediaan pada dasarnya dipengaruhi oleh karakteristik dari probiotik itu sendiri. Untuk mengetahui jaminan mutu suatu sediaan terdapat beberapa kriteria yang harus dipenuhi untuk suatu produk probiotik di antaranya adalah sifat fisik yang baik dan dapat stabil selama proses pembuatan hingga penyimpanan. Syarat lainnya adalah tidak bersifat patogen dan aman untuk dikonsumsi. Strain probiotik juga harus tahan dan tetap hidup selama proses pengolahan makanan dan penyimpanan, mudah diaplikasikan pada produk 1

2 makanan serta tahan terhadap proses fisika kimia pada makanan (Saarela, et al., 2000). Salah satunya dilihat dari aspek viabilitas sediaan yang baik. Viabilitas merupakan jumlah sel hidup yang diperkirakan sebagai ukuran konsentrasi sel yang ada dalam produk (Yulinery, et al., 2009). Viabilitas yang stabil menunjukkan ketahanan yang baik terhadap pengaruh lingkungan. Hal ini diperlukan untuk memastikan bahwa probiotik tetap hidup dalam produk selama masa simpan. Sayangnya aspek ini tidak selalu diperhatikan, sebagaimana diketahui terdapat laporan yang mengatakan bahwa dalam sejumlah produk komersial, tingkat probiotik yang layak tidak memenuhi kriteria peraturan dalam masa penyimpanan (Malago, et al., 2011). Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan viabilitas bakteri probiotik diantaranya kondisi fisiologis, suhu, ph, aktivitas air, dan oksigen. Sejumlah faktor-faktor tersebut perlu diperhatikan untuk mendapat efek maksimal dari probiotik yang dikonsumsi ( Neha, et al., 2012). Seperti disebutkan diatas, suhu penyimpanan menjadi salah satu faktor penting yang mempengaruhi ketahanan hidup bakteri. Selama proses pembuatan, penggunaan suhu melebihi 45-50 C akan merusak kelangsungan hidup bakteri probiotik karena viabilitas bubuk probiotik menurun dengan meningkatnya suhu penyimpanan. Sedangkan pada suhu rendah (4-7 C) kelangsungan hidup bakteri dapat dipertahankan (Yuan Kun Lee et dan Seppo Salminen, 2009). Oleh karena itu, dibutuhkan kondisi penyimpanan yang ideal untuk mempertahankan viabilitas probiotik sehingga memberikan efek terapeutik. Secara umum nilai minimum yang harus dipenuhi sekitar 1x10 7 cfu/ml bakteri dalam sediaan (WHO, 2001). Berdasarkan definisi probiotik yang telah disebutkan di awal, uji viabilitas sangat diperlukan untuk menyatakan kelayakan sediaan dianggap sebagai probiotik. Suhu penyimpanan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi viabilitas bakteri dalam sediaan. Oleh karena itu, uji ketahanan hidup bakteri selama penyimpanan dalam jangka waktu tertentu dengan memperhatikan pengaruh suhu perlu dilakukan sebagai skrining kelayakan produk untuk dapat memberikan efek optimal. Penelitian kali ini difokuskan untuk mengetahui pengaruh suhu dan waktu penyimpanan pada tahapan pasca distribusi, artinya

3 pada saat produk yang beredar sudah berada di tangan konsumen. Hal ini didasarkan pada sejumlah fakta yang ditemui di masyarakat dimana terdapat kelalaian dalam menyimpan produk produk probiotik. Padahal, suhu penyimpanan yang ideal adalah salah satu syarat penting yang harus dipenuhi untuk mendapatkan manfaat dari kerja suatu probiotik. 1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimana pengaruh suhu penyimpanan terhadap viabilitas bakteri pada beberapa sediaan probiotik yang beredar? 2. Bagaimana pengaruh lama waktu penyimpanan terhadap viabilitas bakteri pada beberapa sediaan probiotik yang beredar? 1.3 Tujuan Penelitian 3. Untuk mengetahui pengaruh suhu penyimpanan terhadap viabilitas bakteri pada beberapa sediaan probiotik yang beredar? 4. Untuk mengetahui pengaruh lama waktu penyimpanan terhadap viabilitas bakteri pada beberapa sediaan probiotik yang beredar? 1.4 Manfaat Penelitian Memberikan informasi mengenai kondisi suhu penyimpanan optimal yang dapat mempertahankan kelangsungan hidup bakteri dari sediaan probiotik sehingga dapat memberikan efek yang optimal bagi konsumen.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Probiotik Probiotik berasal dari bahasa Yunani yang berarti hidup. Probiotik adalah mikroorganisme hidup non patogenik, yang jika dikonsumsi dalam jumlah tertentu akan memberikan efek menguntungkan bagi inangnya (WHO, 2001). Probiotik adalah suplemen makanan yang berisi mikroba hidup yang bermanfaat bagi kesehatan konsumen dengan mempertahankan keseimbangan mikroba usus (Saarela, et al., 2000). Suatu probiotik dapat dikatakan bermanfaat bagi kesehatan jika memenuhi kriteria, seperti memiliki teknologi dengan metode pengolahan yang baik sehingga dapat diimpelementasikan dalam produksi dan disatukan ke dalam produk makanan tanpa menghilangkan fungsi dan viabilitas dan tidak mengakibatkan rasa atau tekstur yang tidak disukai. Probiotik ini tersedia dalam berbagai jenis produk seperti makanan, obat-obatan, dan suplemen makanan bakteri asam laktat. Dengan didasarkan pada Guideline on probiotics and prebiotics yang disusun oleh FAO/WHO sifat sifat dari probiotik dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. Tidak kehilangan sifat aslinya selama masa penyimpanan 2. Secara normal berada di saluran pencernaan manusia 3. Harus dapat bertahan hidup, dapat melawan pertahanan barrier lambung, tahan terhadap kerja pencernaan dari getah lambung, enzim pencernaan dan garam empedu dan berkoloni di usus. Untuk alasan inilah, dosis efektif minimal yang sangat indikatif karena sangat bergantung pada biakan dan preparat yang digunakan, yakni 10 7 cfu/hari 4. Harus bisa melekat dan berkoloni dengan sel intestinal. Struktur membran bakteri berperan dalam mekanisme perlekatan dan berpasangan langsung dengan mukosa, pemukaan protein dan mungkin saja dengan yang beberapa lainnya yang berlendir. 4

5 5. Harus menimbulkan fungsi metabolik pada level pencernaan, yang bermanfaat bagi kesehatan manusia, dan antagonis mikroorganisme patogen dengan memproduksi zat anti mikrobial. 6. Tidak menimbulkan reaksi berbahaya (tidak patogen) terhadap sistem imun atau bahaya lainnya dan juga dinyatakan aman (melalui status GRAS tertulis dinyatakan aman ) 7. Resistensi terhadap antibiotik 8. Harus dikelola dalam dosis yang adekuat dan memiliki rasio efikasi biaya yang tepat dan seimbang (Malago, et al., 2011). Mekanisme probiotik melindungi atau memperbaiki kondisi kesehatan yaitu dengan menghambat pertumbuhan bakteri patogen melalui beberapa cara antara lain : 1. Memproduksi substansi-substansi penghambat. Probiotik mampu memproduksi zat-zat penghambat pertumbuhan bakteri Gram positif maupun negatif. Zat-zat ini termasuk asam organik, hidrogen peroksida (H 2 O 2 ), bakteriosin yang mampu menghambat tidak hanya bakteri hidup namun juga memproduksi toksin. 2. Menghambat pertumbuhan bakteri patogen dalam mukosa usus dengan cara kompetisi untuk mengadakan perekatan dengan enterosit (sel epitel mukosa), enterosit yang telah jenuh dengan bakteri probiotik tidak dapat lagi mengadakan perlekatan dengan bakteri yang lain. 3. Kompetisi nutrisi. Bakteri-bakteri yang menguntungkan (probiotik) akan berkompetisi dengan bakteri patogen dalam hal memperebutkan nutrisi pada saluran cerna. 4. Kemampuan untuk mendegradasi prokarsinogen, senyawa antimutagenik, memodulasi enzim karsinogenik dalam usus, dan menekan tumor dengan mekanisme respon imun. 5. Memperbaiki respon imun melalui peningkatan ekspresi dari limfosit B dan sekresi imunoglobulin A baik secara lokal maupun sistemik. Ketika probiotik berkontak dengan usus yang berasosiasi dengan jaringan limfoid maka dapat merangsang peningkatan sistem imun

6 dengan menstimulasi respon IgA dan merangsang aktivitas fagositosis (Simadibrata, 2011). 2.2 Strain Bakteri Probiotik Strain utama yang digunakan sebagai probiotik untuk manusia adalah bakteri dari genus Lactobacillus, Bifidobacterium, Enteroccocus, Streptoccocus dan ragi Saccharomyces. Di antara berbagai mikroorganisme, bakteri dari genus Lactobacillus dan Bifidobacterium yang paling sering digunakan sebagai probiotik (Malago, et al., 2011). Bakteri asam laktat merupakan bakteri yang biasa digunakan sebagai probiotik. Bakteri ini bersifat nonpatogenik, nontoksikogenik, Gram positif, tidak menghasilkan spora, bakteri fermentasi yang berkaitan dengan produksi asam laktat dari karbohidrat (Desai, 2008). Tabel 2.1 Beberapa Mikroorganisme yang Berperan Sebagai Probiotik Lactobacillus Bifidobacteria Enterococcus Streptococcus Lactococcus L.acidophilus L.brevis L.casei L.curvatus L.fermentum L.gasseri L.johnsonii L.reuteri L.rhamnosus L.salivarius B.adolescentis B.animalis B.bifidum B.breve B.infantis B.longum B.thermophilum E.faecalis E.faecium S.termophilus L.lactis subsp.cremor is L.lactis subsp.lactis Propionibacterium P.freudenreichii P.freudenreichii subs.thermanii P.jensenii Sumber: (Baffoni dan Biavati, 2008) Yeast Kluyveromyces lactis Saccharomyces boulardii Saccharomyces cerevisiae Other Leunococcus mesenteroides Pediococcus acidilactici Klasifikasi bakteri asam laktat dalam genus yang berbeda sebagian besar didasarkan pada perbedaan morfologi, cara fermentasi glukosa, pertumbuhan pada suhu yang berbeda, dan konfigurasi dari asam laktat yang dihasilkan, kemampuan

7 untuk tumbuh pada konsentrasi garam tinggi, dan toleransi terhadap asam atau basa (Desai, 2008). Karakteristik penting yang digunakan untuk membedakan genus bakteri asam laktat yaitu dengan cara fermentasi glukosa yaitu pada saat keterbatasan konsentrasi glukosa dan faktor pertumbuhan (asam amino, vitamin dan prekursor asam nukleat) serta terbatasnya ketersediaan oksigen. Dengan kondisi tersebut, bakteri asam laktat dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu bersifat homofermentatif (yang mengubah glukosa hampir seluruhnya menjadi asam laktat) dan heterofermentatif (yang mengubah glukosa fermentasi menjadi asam laktat, etanol / asam asetat, dan CO 2 ) (Desai, 2008). 2.2.1 Lactobacillus sp Lactobacillus merupakan bakteri Gram positif fakultatif, tidak membentuk spora, berbentuk batang atau coccobacilli dan tidak berflagela. Lactobacilli berbentuk batang yang merupakan bakteri filogenetis yang masuk ke dalam filum Firmicutes (De vos, et al., 2009). Bakteri ini ditemukan pada tumbuhan dan berperan penting dalam memberikan kontribusi proses pengasaman dan pengawetan, aroma dan pengembangan tekstur pada fermentasi makanan namun kebanyak strain Lactobacillus ini berasal dari manusia. Bakteri ini memiliki kemampuan untuk memfermentasi laktosa dan monosakarida lainnya menjadi asam laktat. Contoh bakteri golongan Lactobacillus yang digunakan sebagai probiotik yaitu L. acidophilus, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. casei, L. fermentum, L. plantarum, L. reuteri. Namun, yang paling banyak digunakan sebagai probiotik adalah Lactobacillus acidophilus yang bersifat homofermentatif. L. acidophilus bersifat non motil, tidak berflagela, dan tidak berspora. Bakteri ini merupakan anaerob fakultatif dan berbentuk batang Gram positif. Bakteri ini memiliki lebar sekitar 0,6-0,9 μm dan panjang 1,5-6,0 μm dengan ujung bulat. Sel mungkin muncul dalam bentuk tunggal atau berpasangan serta dalam rantai pendek. Pertumbuhan optimal terjadi pada suhu 35-40 C tetapi dapat mentoleransi suhu sampai 45 C. ph optimum untuk pertumbuhan adalah antara 5,5-6.

8 2.2.2 Bifidobacteria sp Bifidobacteria merupakan bagian utama dari flora normal usus yang ada di sepanjang hidup manusia. Mereka muncul dalam tinja beberapa hari setelah kelahiran dan meningkat jumlahnya setelah bayi menyusui. Mereka dominan berada dalam usus besar yang berkontribusi sekitar 6-36% dari mikroflora usus pada orang dewasa, namun Bifidobacteria jumlahnya menurun dengan meningkatnya usia. Bifidobacteria memiliki ciri-ciri seperti non-motil, tidak bersporulasi, berbentuk batang Gram positif dengan berbagai penampilan, termasuk batang melengkung pendek, batang berbentuk club dan batang bercabang Y. Kebanyakan dari bakteri ini bersifat anaerob, namun beberapa dapat mentoleransi oksigen. Contoh spesies Bifidobacteria seperti B. adolescentis, B. angulatum, B. bifidum, B. breve, B. catenulatum, B. denticolens, B. dentium, B. gallicum, B. infantis, B. inopinatum, B. lactis, B. longum, B. Pseudocarenulatum. Bifidobacteria memproduksi asam asetat dan laktat dalam proses fermentasi di mana dua mol glukosa menghasilkan tiga mol asetat dan dua mol laktat. Mereka dapat memfermentasi galaktosa, laktosa dan fruktosa karena memiliki enzim fruktosa 6 phosphoketolase fosfat. Bifidobacteria masuk ke dalam kelompok probiotik karena memiliki efek menguntungkan pada kesehatan inang, termasuk sintesis vitamin. ph optimum untuk pertumbuhannya adalah 6-7, namun Bifidobacteria lactis BB12 menunjukkan kemampuan untuk tumbuh sampai ph 4,2. Suhu optimum untuk pertumbuhan adalah 37-41 C (Desai, 2008). 2.2.3 Enterococcus sp Genus bakteri ini kurang dikenal karena hanya memiliki kurang dari 20 spesies. Sel cenderung membentuk rantai dan bersifat aerotolerant anaerob/ fermentor obligat dan katalase negatif. Bakteri ini Gram positif dengan sel berbentuk seperti telur dalam bentuk tunggal, berpasangan atau rantai pendek dan tidak membentuk spora. Strain bakteri yang paling sering digunakan adalah Enterococcus faecalis. Pertumbuhan optimal pada suhu 35-37 C dan kebanyakan spesies dapat tumbuh pada suhu 42-45 C. Bakteri ini bersifat homofermetatif yang mengubah glukosa seluruhnya menjadi asam laktat (De vos, et al., 2009).

9 Strain Enterococci kebanyakan digunakan sebagai nutrisi untuk babi dan unggas. Namun, tersedia pula produk farmasi yang mengandung Enterococcus sebagai probiotik bagi manusia dalam terapi klinis. Genus Enterococcus memiliki spesies yang berbeda-beda tetapi hanya dua dari mereka yang penting sebagai probiotik yaitu Enterococcus faecium diaplikasikan pada manusia dan hewan dan sementara Enterococcus faecalis terutama digunakan sebagai probiotik untuk manusia (Bhantinon dan Anthimia, 2010). 2.2.4 Streptococcus sp Genus ini memiliki kurang dari 20 spesies dan kurang dikenal. Yang termasuk pada spesies ini adalah Streptococcus thermophilus, Streptococcus mitis, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Streptococcus salivarius, Streptococcus agalactiae. Streptococcus merupakan Gram positif dalam bentuk cocci dengan diameter 0,5-2,0 μm, bentuknya tunggal, berpasangan, atau rantai. Bakteri ini tidak membentuk spora, non motil dan katalase negatif. Bersifat Kemo-organotrofik (metabolisme fermentasi memproduksi terutama laktosa secara anaerob). Pertumbuhan optimum pada suhu 37 C, kebanyak bersifat komensal pada manusia dan hewan. Pada umumnya semua spesies bersifat anaerob fakultatif dan beberapa membutuhkan CO 2 untuk pertumbuhan (De vos, et al., 2009). 2.3 Terapi Probiotik Probiotik dapat digunakan untuk mengatasi berbagai gangguan kesehatan seperti : 1. Diare Beberapa penelitian menunjukan bahwa probiotik dapat mereduksi gejala diare. Hal ini telah dibuktikan dengan mengkonsumsi probiotik yang mengandung strain Lactobacillus rhamnosus GG dan Bifidobacterium lactis BB-12 dapat mencegah dan menjadi pilihan terapi diare akut pada anak yang disebabkan oleh rotavirus. Selain rotavirus, probiotik juga dapat menghambat bakteri patogen lain seperti Salmonella dengan menghambat pertumbuhan bakteri patogen